福建日報(2019-09-20)9版:追“根”究“底”為哪般

來源:福建農林大學(新版)發布時間:2019-09-20作者:黃雪梅創建部門:福建農林大學(新版)

廖紅教授與茶企負責人交流生態茶園的土壤營養情況。

今年春茶采摘后,朝陽村在茶園套種大豆。

大豆套種刺激茶樹根系形成。

金秋,收獲的季節。長江學者特聘教授、博士生導師廖紅5月在武夷山開展的大豆試驗,也到了收獲的時候。近日,廖紅帶領科研團隊到武夷山驗收試驗成效,記者一路跟隨采訪。

2015年,廖紅教授作為高層次人才引進到福建農林大學,組建根系生物學研究中心并擔任主任,從事作物養分高效遺傳改良研究,并應用于福建生態農業建設。

廖紅團隊的研究重點是大豆根系,通過為大豆接種高效固氮根瘤菌,提升固氮能力,利用大豆生物固氮的效果把它作為“綠肥”,提升土壤肥力,達到經濟效益、生態效益的統一。廖紅因此被稱為土壤“保健醫”、植物養分“調配師”。

減肥增效  科學調理土壤養分

今年是廖紅科研團隊在福建省開展區域試驗的第一年,他們在南平市農科所基地進行大豆種植區域試驗,并在茶園套種大豆開展應用試驗。

根據廖紅20多年來的科研成果,她認為種植大豆應該少施肥,在土壤較肥沃的土地,甚至不用施肥。這種觀點受到不少人質疑。于是,她與南平市農科所合作,在一塊前茬剛種過玉米的土地種上大豆,進行“減肥增效”對比試驗,分別采取施肥與不施肥兩種管理辦法。

在試驗地現場,廖紅觀察到,施肥地塊上的大豆長得枝繁葉茂,但因為植株生長過旺,葉片過于肥大,所結豆莢稀稀拉拉,且落花落莢嚴重;而沒有施肥的地塊,大豆枝葉雖略顯稀疏,但葉片鮮綠、葉向角偏小,結莢率更高。

廖紅解釋說,葉片太過茂密,透光與透氣性差,大豆易生蟲,就必須打農藥,造成施肥越多、打農藥越多的惡性循環。

廖紅團隊還在星村鎮朝陽村茶園開展“減肥增效”試驗。以前,茶農為了增產,1畝地施50~75公斤肥料,結果茶樹的品質明顯下降,產量雖高卻賣不到好價格,愁壞了村干部。為了保護生態環境,帶領大家共同致富,村兩委組織上百戶茶農成立合作社,對3600多畝茶園進行統一管理。

今年3月,廖紅在武夷山做《優質高效生態茶園建設》的科普報告,村干部聽了很振奮,請廖紅提供科技支持。廖紅團隊對土壤進行測定分析,針對不同茶園的種植目標,因地制宜制定“減肥增效”方案,同時根據茶樹的生長需求,改變肥料的氮磷鉀配比,在確保不減產的基礎上,提高茶葉的品質。

今年春茶采摘后,朝陽村合作社按要求在茶園套種大豆。由于6—7月份雨水太多,實際大豆種植面積只有幾百畝,部分豆子因長期淹水而沒有長起來。但凡長得好的植株,產量特別高,每株豆莢像鞭炮一樣,結得密密麻麻。

在武夷山,廖紅一行也看到一些極端生態主義者,提倡“原生態”“純天然”,對此她不以為然。她說,經過科學檢測,大部分野放生長的茶樹,因土壤養分不均衡、不充足,導致茶青中內含物減少,口感與滋味都下降。所以,土壤養分不能“富集”,也不能“貧乏”,要用科學的思維來調理土壤與養分,促進生態茶葉發展。

茶豆相間  促進茶園生態平衡

從南平農科所基地出來,廖紅一行來到武夷山燕子窼優質高效生態茶園示范基地。這里是“無化肥無農藥”生態茶園示范點,采用“夏種養分高效大豆、冬種油菜”的間作方式,減少病蟲害的發生,從而降低了化肥和農藥的施用。

燕子窼基地合作者之一,武夷山市首席巖茶廠廠長楊文春,看到廖紅教授來了,十分激動,馬上帶她到茶園里察看。

茶行間大豆生長有好有差,但只要有大豆生長的茶行,雜草就很少。前期因水淹、野兔吃、野豬拱等造成大豆缺失的茶行,雜草就多。

在生態茶園,可以看到“豆堅強”,雖然大部分大豆葉片被蟲咬得千瘡百孔,但結莢仍是成串的。夏天對茶園危害最大的茶尺蠖,更喜歡吃比茶葉鮮嫩的大豆葉,并且肥嫩的大豆葉片也招來茶尺蠖的天敵——一種蝽科昆蟲,以及其他害蟲的天敵——瓢蟲、彩色蜘蛛等,形成相生相克的和諧生態,由此減少茶葉病蟲害的發生,減少噴施農藥。

隨手拔起一棵大豆,一股濃烈的、類似落花生的清香撲鼻而來。大豆根基部結了不少根瘤,這些根瘤固定住了空氣中的氮分子,源源不斷地供給茶樹生長,成為茶園植物的天然氮肥廠。

大豆能夠吸引有益微生物(包括促生菌、固氮菌、解磷細菌和鉀細菌等),在其根系周圍形成一個和諧友好的微生物群落。這些微生物各司其職,有的可促進茶樹根系生長,有的能將空氣中的氮轉化為土壤有機氮,有的釋放土壤中難溶性的磷和鉀,為生長在這片土壤上的植物源源不斷地提供養分,使土壤變得更健康、更有活力。

采取套種油菜、大豆和物理防治病蟲害等措施,燕子窼優質高效生態茶園示范基地基本達到“無肥無藥”效果。茶園中鳥類、蜻蜓、蜘蛛網等明顯增多,土壤中的蚯蚓也多了,甚至野豬等大型動物也來覓食。茶園生態好了,人、動物、植物和微生物都和諧共處了。

科學賦能  推動生態農業發展

萬物生長靠根系,植物90%以上的養分是靠根系吸收的。而根系健康靠土壤。廖紅團隊開展根系生物學研究,從維持“土壤生態平衡”的角度出發,深入挖掘植物和微生物間相互作用的潛力,通過植物根系遺傳改良,培育養分高效的高產優質作物。

時下,農業最大的問題是過度依賴化肥來提高產量。植物吸收不了的過量化肥,就進入到土壤和地下水中,造成土壤退化和水體富營養化。更為糟糕的是,就如同天天輸液的人腸胃會變差一樣,植物的“胃”——微生物的功能也逐漸退化,導致植物“生病”,植物賴以生存的土壤也“生病”了。而隨之,殺蟲劑、殺菌劑使用量不斷上升,帶來嚴重的環境污染和食品安全問題。

茶產業是我省唯一的千億元級涉農產業。但經過多年來高度發展,一些茶園存在養分效率低、土壤酸化、肥力下降及水土流失嚴重等問題,提高茶樹養分效率,對發展可持續性農業、減少環境污染意義重大。因此,廖紅科研團隊選擇茶產業作為科技服務農業的首選。

廖紅教授親自帶領團隊師生走訪了茶企茶農上千家、定量分析幾十萬個代謝物及土壤數據,進行茶園不同施肥處理試驗,深入研究土壤養分供應與茶葉產量及代謝物的關系。

在科學數據的基礎上,采用“夏種養分高效大豆、冬種油菜”的間作方式。每年的5月底,在茶行中間套種大豆;9月,再把大豆埋入地下,腐爛后其養分直接被茶樹根系吸收;到了10月,在每行茶樹間種植油菜,第二年的3月底又把油菜埋入土里,轉化成最好的綠肥供給茶樹。以前是通過施復合肥來給茶樹補充養分,現在直接用純植物轉化成茶樹所需的各種營養成分。這樣做,解決了過量施用化肥導致的土壤惡化問題,是值得推廣的生態種植方法。

土壤與根系科研有個性也有共性,廖紅科研團隊目前以服務茶產業為主,據悉,今后將進一步擴大到果樹、水稻等農作物,以科技力量推動生態農業發展,保障百姓食品安全和健康。

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